---

ГОСТ 8.134-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ШКАЛА pH ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Издание официальное

БЗ 2-98/373

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ
ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
МинскПредисловие

1 РАЗРАБОТАН Государственным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений» (ГП ВНИИФТРИ) Госстандарта России

ВНЕСЕН Госстандартом России

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол № 13—98 от 28 мая 1998 г.)

За принятие проголосовали:

3 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации от 27 октября 1998 г. № 381 межгосударственный стандарт ГОСТ 8.134—98 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

4 ВЗАМЕН ГОСТ 8.134-74

© ИПК Издательство стандартов, 1999

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания на территории Российской Федерации без разре­шения Госстандарта России

Содержание

1. Назначение и область применения 1

2. Инструментальное (практическое) определение значений pH 1

3. Шкала pH 2

   1. Реперный буферный раствор (РБР) 2

   2. Эталонные буферные растворы (ЭБР) 2

   3. Рабочие эталоны pH (РЭ) 2

4. Информация, представляемая при записи результатов измерений pH (X) 5

Приложение А Значения pH реперного буферного раствора 5

Приложение Б Приготовление реперного буферного раствора 6

2—2369ГОСТ 8.134-98

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

Государственная система обеспечения единства измерений
ШКАЛА pH ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

State system for ensuring the uniformity of measurements. pH
Scale for aqueous solutions

Дата введения 1999—07—01

1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий стандарт распространяется на шкалу pH водных растворов и устанавливает значе­ния pH для воспроизведения этой шкалы в диапазоне от 0 до 14 в интервале температур от 0 до 95 °С.

Величина pH (водородного показателя) соответствует отрицательному десятичному логарифму активности ионов водорода в растворе

pH = — lg а_н. (1)

Это только понятийное определение, так как уравнение (1) включает в себя активность ионов водорода, которая не может быть непосредственно измерена и должна быть рассчитана с использо­ванием определенных приближений, например метода, описанного в приложении А.

В терминах концентраций уравнение (1) может быть переписано в следующем виде:

pH = —lg(c_Hy_H/c°) (2)

или

pH = — lg (m_H у_н / m°), (3)

где c° — молярная концентрация ионов водорода в стандартном состоянии, равная 1 моль-дм³; с_н — молярная концентрация ионов водорода, моль-дм³;

т° — моляльность ионов водорода в стандартном состоянии, равная 1 моль- кг^-1;

/п_н — моляльность ионов водорода, моль- кг^-1;

у_н, Ун *** коэффициенты активности ионов водорода в двух системах выражения концентрации.

2 ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ (ПРАКТИЧЕСКОЕ) ОПРВДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ pH

Измеряют электродвижущие силы (ЭДС) ДА) и E(S) каждой из двух ячеек (I и II) с жидкостным соединением, содержащих исследуемый раствор А и эталонный буферный раствор У соответственно:

Т

Электрод
сравнения

КС1 (водный раствор концентрацией I p_acTBOD у
не менее 3,5 моль-кг*¹) 1 ^р

Электрод
сравнения

КС1 (водный раствор концентрацией
не менее 3,5 моль-кг**¹)

Н₂ (101325 Па) Pt I

Н₂ (101325 Па) Pt II

емпература обеих ячеек I и II должна быть одинаковой и давление водорода на водородных электродах идентичным. Солевые мостики заполняют концентрированным раствором КС1.

Значение pH раствора А, рН(А), связано со значением pH эталонного раствора S, рН(5), следующим образом:

Издание официальное

2*

і

(4)

т/іл тт/л (А) — Е (X)
рН(А) - рН(5) + _(RT/F)}n10 ,

где R — универсальная газовая постоянная, равная (8,314510±0,000070) Дж-моль^-1-К.^-1;

Т — термодинамическая температура, К;

F— константа Фарадея, равная (9,64853010,000002)-10⁴ Кл-моль^-1.

Величину (1?77/)1п10 = к называют коэффициентом наклона; его значения в температурном интервале от 0 до 95 °С приведены в таблице А. 1 приложения А.

Любые различия диффузионного потенциала жидкостного соединения между ячейками I и II включены в величину рН(Л).

3 ШКАЛА pH

Шкала pH при некоторой заданной температуре определена уравнением (4) как прямая линия в координатах pH — Е(Х) с наклоном к, проходящая через точку, соответствующую значению pH, приписанному реперному буферному раствору (приведено в таблице 1). В указанной точке значение E(S) соответствует ЭДС ячейки II, содержащей реперный буферный раствор.

Таблица 1— Значения pH реперного буферного раствора (РБР) — раствора гидрофталата калия с моляльностью 0,05 моль-кг^-1 при различных температурах

Определение значений pH, приписанных реперному буферному раствору pH, проводят в ячейке III без переноса:

Pt I Н₂ (газ, р = 1 атм = 101325 Па) | РБР, Cl^- | AgCl | Ag III

Процедура определения описана в приложении А.

В качестве реперного буферного раствора следует использовать раствор гидрофталата калия с моляльностью 0,05 моль-кг^-1, приготовление и некоторые свойства которого приведены в приложе­нии Б. Для этого раствора платиновый водородный электрод покрывают слоем губчатого палладия во избежание каталитического восстановления гидрофталата калия водородом. Расчет значения pH реперного буферного раствора включает условие Бейтса—Гуггенгейма для определения активности хлорид-ионов (уравнение А.4 приложения А).

Значения pH также приписывают по результатам измерений в ячейке III шести другим буферным растворам, которые соответствуют определенным требованиям по воспроизводимости значений pH, стабильности, буферной емкости и простоте их изготовления. Эти растворы (в количестве семи, включая РБР) называют эталонными буферными растворами; экспериментально определенные значения pH, которые им приписаны, приведены в таблице 2.

Вычисленное по уравнению (4) на основе измеренных ЭДС ячеек I и II значение pH исследуемого водного раствора X может колебаться в зависимости от выбора эталонного буферного раствора в пределах ±0,02.

Эталонные буферные растворы используют для научных исследований и для проведения международных сличений.

Рабочие эталоны pH (РЭ) определяют как производные от реперного буферного раствора

.

Приписанные им значения pH получают на основе измерений ЭДС в электрохимических ячейках I и II, где реализовано жидкостное соединение со свободной диффузией, и расчета по уравнению (4).

Число рабочих эталонов pH ограничено только определенными критериями к их приготовле­нию. Значения pH шестнадцати растворов РЭ приведены в таблице 3.

Таблица 2 — Значения рН(ЭБР) для эталонных буферных растворов

Примечание — Неопределенность значений pH составляет:

±0,003 — при температуре 25 ’С;

±0,005 — в интервале температур от 0 до 60 ’С, кроме температуры 25 °С;

±0,009 — в интервале температур от 60 до 95 °С.

Таблица 3 — Значения pH (РЭ) для рабочих эталонов